Biz kainatı dərk edəcək qədər ağıllıyıqmı?

Musiqiçi Pablo Karlos Budassi bu yaxınlarda Princeton Universiteti və NASA-nın loqarifmik xəritələrini bir rəngli diskdə birləşdirərkən etdiyi kimi, müşahidə edilə bilən kainat bəzən boşqabda təqdim edilə bilər. Bu geosentrik modeldir - Yer plitənin mərkəzində, Böyük Partlayış plazması isə kənarlarındadır.

Vizuallaşdırma hər hansı digər kimi yaxşıdır və hətta digərlərindən daha yaxşıdır, çünki insan nöqteyi-nəzərinə yaxındır. Kainatın quruluşu, dinamikası və taleyi ilə bağlı çoxlu nəzəriyyələr var və onilliklər ərzində qəbul edilən kosmoloji paradiqma son zamanlar bir az dağılır. Məsələn, Big Bang nəzəriyyəsini inkar edən səslər getdikcə daha çox eşidilir.

Kainat illər boyu fizika və kosmologiyanın "əsas axınında" rənglənmiş, qəribə hadisələrlə dolu qəribəliklər bağıdır. nəhəng kvazarlar uçub uçur bizdən, qaranlıq maddəheç kimin kəşf etmədiyi və sürətləndirici əlamətləri göstərməyən, lakin qalaktikanın çox sürətli fırlanmasını izah etmək üçün "lazım olan" və nəhayət, Böyük partlayışbütün fizikanı izaholunmazlarla mübarizəyə məhkum edən, heç olmasa bu an üçün, özəllik.

atəşfəşanlıq yox idi

Böyük Partlayışın orijinallığı birbaşa və qaçılmaz olaraq ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin riyaziyyatından irəli gəlir. Ancaq bəzi elm adamları bunu problemli bir hadisə kimi görürlər, çünki riyaziyyat yalnız dərhal sonra baş verənləri izah edə bilər ... - lakin o, çox qəribə anda, böyük atəşfəşanlıqdan əvvəl nə baş verdiyini bilmir (2).

Bir çox elm adamı bu xüsusiyyətdən çəkinir. Yalnız ona görə ki, bu yaxınlarda dediyi kimi Əli Əhməd Fərəh Misirdəki Ben Universitetindən "fizika qanunları orada işləməyi dayandırır." Fəraq həmkarı ilə Saurya Dasem Kanadanın Lethbridge Universitetindən, 2015-ci ildə Physics Letters B jurnalında dərc olunan məqalədə təqdim olunan, kainatın başlanğıcı və sonu olmadığı və buna görə də təkliksiz olduğu bir model.

Hər iki fizik öz işlərindən ilhamlanıb. David Bohm 50-ci illərdən. O, ümumi nisbilik nəzəriyyəsindən məlum olan geodeziya xətlərinin (iki nöqtəni birləşdirən ən qısa xətlər) kvant trayektoriyaları ilə əvəz edilməsi imkanlarını nəzərdən keçirmişdir. Fəraq və Das öz məqalələrində Bohm trayektoriyalarını 1950-ci ildə fizik tərəfindən hazırlanmış tənliyə tətbiq etdilər. Amala Kumara Raychaudhurye Kalkutta Universitetindən. Raychaudhuri 90 yaşında Dasın müəllimi də olub. Raychaudhuri tənliyindən istifadə edərək Əli və Das kvant korreksiyasını əldə etdilər. Fridman tənliyibu da öz növbəsində Kainatın təkamülünü (Böyük Partlayış da daxil olmaqla) ümumi nisbilik kontekstində təsvir edir. Bu model kvant cazibəsinin əsl nəzəriyyəsi olmasa da, həm kvant nəzəriyyəsinin, həm də ümumi nisbi nəzəriyyənin elementlərini ehtiva edir. Farag və Das, hətta kvant cazibəsinin tam nəzəriyyəsi nəhayət formalaşdırılsa belə, nəticələrinin doğru olacağını gözləyirlər.

Farag-Das nəzəriyyəsi nə Böyük Partlayışı, nə də proqnozlaşdırır böyük qəza təkliyə qayıt. Farag və Dasın istifadə etdiyi kvant trayektoriyaları heç vaxt birləşdirilmir və buna görə də heç vaxt tək nöqtə təşkil etmir. Alimlər kosmoloji nöqteyi-nəzərdən izah edirlər ki, kvant korreksiyalarına kosmoloji sabit kimi baxmaq olar və qaranlıq enerjinin tətbiqinə ehtiyac yoxdur. Kosmoloji sabit ona gətirib çıxarır ki, Eynşteyn tənliklərinin həlli sonlu ölçülü və sonsuz yaş dünyası ola bilər.

Bu, son dövrlərdə Böyük Partlayış anlayışını sarsıdan yeganə nəzəriyyə deyil. Məsələn, fərziyyələr var ki, zaman və məkan yarandıqda, yaranıb və ikinci kainatbu zaman geriyə doğru axır. Bu vizyonu aşağıdakılardan ibarət beynəlxalq fiziklər qrupu təqdim edir: Tim Kozlovski Nyu-Brunsvik Universitetindən, Flavio bazarları Nəzəri Fizika İnstitutunun perimetri və Julian Barbour. Böyük Partlayış zamanı yaranan iki kainat, bu nəzəriyyəyə görə, özlərinin güzgü şəkilləri olmalıdır (3), buna görə də onların fərqli fizika qanunları və zaman axınının fərqli hissləri var. Ola bilsin ki, onlar bir-birinə nüfuz edirlər. Zamanın irəli və ya geri axması yüksək və aşağı entropiya arasındakı kontrastı müəyyən edir.

Öz növbəsində, hər şeyin modeli ilə bağlı daha bir yeni təklifin müəllifi, Wong-Ji Shu Milli Tayvan Universitetindən, zaman və məkanı ayrı-ayrı şeylər kimi deyil, bir-birinə çevrilə bilən bir-biri ilə sıx əlaqəli şeylər kimi təsvir edir. Bu modeldə nə işığın sürəti, nə də qravitasiya sabiti invariant deyil, kainat genişləndikcə zamanın və kütlənin ölçü və məkana çevrilməsi amilləridir. Shu nəzəriyyəsi, akademik dünyadakı bir çox digər anlayışlar kimi, əlbəttə ki, bir fantaziya kimi nəzərdən keçirilə bilər, lakin genişlənməyə səbəb olan 68% qaranlıq enerji ilə genişlənən bir kainat modeli də problemlidir. Bəziləri qeyd edir ki, bu nəzəriyyənin köməyi ilə alimlər enerjinin saxlanmasının fiziki qanununu “xalçanın altında əvəzlədilər”. Tayvanın nəzəriyyəsi enerjinin saxlanması prinsiplərini pozmur, lakin öz növbəsində Böyük Partlayışın qalığı hesab edilən mikrodalğalı fon radiasiyası ilə bağlı problem var. Bir şey üçün bir şey.

Qaranlığı və hər şeyi görə bilməzsən

Fəxri namizədlər qaranlıq maddə Lot. Zəif qarşılıqlı təsir göstərən kütləvi hissəciklər, güclü qarşılıqlı təsir göstərən kütləvi hissəciklər, steril neytrinolar, neytrinolar, aksionlar - bunlar Kainatdakı "görünməz" maddənin sirrinin indiyə qədər nəzəriyyəçilərin təklif etdiyi həllərdən yalnız bir neçəsidir.

Onilliklər ərzində ən populyar namizədlər hipotetik, ağır (bir protondan on dəfə ağır) zəif qarşılıqlı əlaqədə olmuşdur. WIMP adlanan hissəciklər. Onların Kainatın mövcudluğunun ilkin mərhələsində aktiv olduqları güman edilirdi, lakin o, soyuduqca və hissəciklər səpələndikcə onların qarşılıqlı təsiri zəiflədi. Hesablamalar göstərdi ki, WIMP-lərin ümumi kütləsi adi maddənin kütləsindən beş dəfə çox olmalı idi ki, bu da qaranlıq maddənin təxmin edildiyi qədərdir.

Bununla belə, WIMP-lərin heç bir izi tapılmadı. Beləliklə, indi axtarış haqqında danışmaq daha məşhurdur steril neytrinolar, sıfır elektrik yükü və çox kiçik kütləsi olan hipotetik qaranlıq maddə hissəcikləri. Bəzən steril neytrinolar dördüncü nəsil neytrinolar hesab olunur (elektron, muon və tau neytrinoları ilə birlikdə). Onun xarakterik xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, o, yalnız cazibə qüvvəsinin təsiri altında maddə ilə qarşılıqlı təsir göstərir. ν simvolu ilə işarələnir_s.

Neytrino salınımları nəzəri olaraq muon neytrinolarını steril edə bilər ki, bu da detektordakı onların sayını azaldar. Bu, xüsusilə neytrino şüası Yerin nüvəsi kimi yüksək sıxlıqlı maddə bölgəsindən keçdikdən sonra baş verir. Buna görə də, Cənub Qütbündəki IceCube detektoru Şimal yarımkürəsindən gələn neytrinoları 320 GeV-dən 20 TeV-ə qədər enerji diapazonunda müşahidə etmək üçün istifadə edildi, burada steril neytrinoların iştirakı ilə güclü siqnal gözlənilirdi. Təəssüf ki, müşahidə edilən hadisələrin məlumatlarının təhlili parametr məkanının əlçatan bölgəsində steril neytrinoların mövcudluğunu istisna etməyə imkan verdi. 99% güvən səviyyəsi.

2016-cı ilin iyul ayında, Böyük Yeraltı Ksenon (LUX) detektoru ilə iyirmi ay sınaqdan sonra, alimlərin deyəcəkləri heç nə olmadı... heç nə tapmadılar. Eynilə, Böyük Adron Kollayderinin ikinci hissəsində qaranlıq maddənin istehsalına inanan Beynəlxalq Kosmik Stansiya laboratoriyasının alimləri və CERN fizikləri qaranlıq maddə haqqında heç nə demirlər.

Odur ki, biz daha çox baxmalıyıq. Alimlər deyirlər ki, bəlkə də qaranlıq maddə WIMP-lərdən və neytrinolardan tamamilə fərqli bir şeydir və onlar hazırkıdan yetmiş dəfə daha həssas olan yeni bir detektor olan LUX-ZEPLIN-i qururlar.

Elm qaranlıq maddə kimi bir şeyin olub olmadığına şübhə ilə yanaşır, lakin astronomlar bu yaxınlarda Süd Yolu ilə oxşar kütləyə malik olmasına baxmayaraq, 99,99% qaranlıq maddədən ibarət qalaktika müşahidə etdilər. Kəşf haqqında məlumatı rəsədxanadan V.M. Keka. Bu haqqında qalaktika Dragonfly 44 (İjdaha 44). Onun mövcudluğu yalnız keçən il Cırcca Telefoto Array Berenices Spit bürcündə səma yamaqlarını müşahidə etdikdə təsdiqləndi. Məlum oldu ki, qalaktikada ilk baxışdan göründüyündən daha çox şey var. İçində az sayda ulduz olduğu üçün hansısa sirli şey onu təşkil edən cisimləri bir yerdə saxlamağa kömək etməsəydi, o, tez parçalanardı. Qaranlıq maddə?

Modelləşdirmə?

Hipotez Kainat holoqram kimiciddi elmi dərəcələri olan insanların məşğul olmasına baxmayaraq, hələ də elmin sərhəddində dumanlı ərazi kimi yanaşılır. Bəlkə də ona görə ki, elm adamları da insanlardır və onlar üçün bu mövzuda araşdırmaların psixi nəticələri ilə barışmaq çətindir. Xuan Maldasenasim nəzəriyyəsindən başlayaraq, doqquz ölçülü fəzada titrəyən simlərin sadəcə holoqram olan reallığımızı yaratdığı kainatın görüntüsünü ortaya qoydu - cazibə qüvvəsi olmayan düz bir dünyanın proyeksiyası..

Avstriyalı alimlərin 2015-ci ildə dərc etdiyi araşdırmanın nəticələri göstərir ki, kainatın gözlənildiyindən daha az ölçüyə ehtiyacı var. XNUMXD kainat kosmoloji üfüqdə sadəcə XNUMXD məlumat strukturu ola bilər. Alimlər bunu kredit kartlarında tapılan holoqramlarla müqayisə edirlər - onlar əslində iki ölçülüdür, baxmayaraq ki, biz onları üçölçülü görürük. görə Daniela Grumillera Vyana Texnologiya Universitetindən, kainatımız olduqca düzdür və müsbət əyriliyə malikdir. Qrumiller Fiziki İcmal məktublarında izah etdi ki, düz fəzada kvant cazibəsini holoqrafik şəkildə standart kvant nəzəriyyəsi ilə təsvir etmək olarsa, o zaman hər iki nəzəriyyədə hesablana bilən fiziki kəmiyyətlər də olmalıdır və nəticələr uyğun olmalıdır. Xüsusilə, kvant mexanikasının əsas xüsusiyyətlərindən biri olan kvant dolaşıqlığı cazibə nəzəriyyəsində özünü göstərməlidir.

Bəziləri holoqrafik proyeksiyadan deyil, hətta daha da irəli gedir kompüter modelləşdirmə. İki il əvvəl məşhur astrofizik, Nobel mükafatı laureatı George Smoot, bəşəriyyətin belə bir kompüter simulyasiyası içərisində yaşadığına dair arqumentlər təqdim etdi. O, bunun, məsələn, nəzəri cəhətdən virtual reallığın nüvəsini təşkil edən kompüter oyunlarının inkişafı sayəsində mümkün olduğunu müdafiə edir. İnsanlar nə vaxtsa real simulyasiyalar yarada biləcəklərmi? Cavab bəlidir”, - o, müsahibəsində bildirib. “Təbii ki, bu məsələdə ciddi irəliləyiş əldə olunub. İlk "Pong"a və bu gün edilən oyunlara baxın. Təxminən 2045-ci ildə biz çox tezliklə fikirlərimizi kompüterlərə köçürə biləcəyik”.

Kainat holoqrafik proyeksiya kimi

Nəzərə alsaq ki, maqnit rezonans tomoqrafiyasından istifadə etməklə beyindəki müəyyən neyronların xəritəsini artıq edə bilərik, bu texnologiyadan başqa məqsədlər üçün istifadə etmək problem yaratmamalıdır. Onda minlərlə insanla təmas qurmağa imkan verən və beynin stimullaşdırılması formasını təmin edən virtual reallıq işləyə bilər. Smoot deyir ki, bu, keçmişdə baş vermiş ola bilər və bizim dünyamız qabaqcıl virtual simulyasiyalar şəbəkəsidir. Üstəlik, sonsuz sayda ola bilər! Beləliklə, biz başqa simulyasiyada olan, başqa bir simulyasiyada olan bir simulyasiyada yaşaya bilərik ki, bu da... və s. sonsuzdur.

Dünya və daha çox Kainat, təəssüf ki, bizə boşqabda verilmir. Əksinə, biz özümüz bəzi fərziyyələrdən göründüyü kimi bizim üçün hazırlanmamış yeməklərin çox kiçik bir hissəsiyik.

Kainatın o kiçik hissəsi - heç olmasa materialist mənada - nə vaxtsa bütün quruluşu bilə biləcəkmi? Biz kainatın sirrini dərk edəcək qədər ağıllıyıqmı? Yəqin ki, yox. Bununla belə, nə vaxtsa uğursuzluğa düçar olacağımıza qərar versəydik, bunun da müəyyən mənada hər şeyin təbiətinə dair bir növ son fikir olacağını görməmək çətin olardı...